• 제목/요약/키워드: Thermionic emission

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실리콘 기판과 ITO가 코팅된 #7059 유리 기판간의 정전 열 접합 (Electrostatic bonding between Si and ITO-coated #7059 glass substrates)

  • 주병권;정회환;김영조;한정인;조경익;오명환
    • 센서학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.211-217
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    • 1998
  • #7740 interlayer를 적용하여 Si 기관과 ITO가 코팅된 #7059 기판을 정전 열 접합하였다. SIMS 분석을 통하여 #7740 interlayer 내에 존재하는 $Na^{+}$ 이온들의 열-전기적 이동이 접합 메카니즘으로 작용함을 확인하였다. 우수한 접합을 얻기 위한 온도 및 전압 범위는 각각 $180{\sim}200^{\circ}C$ and $50{\sim}70V_{dc}$(10분)으로 나타났다. 이러한 저온 Si-ITO 코팅 유리 간의 접합 공정은 전계 방출 표시 소자의 패키징에 유용하게 이용될 수 있을 것으로 기대된다.

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Improving Interface Characteristics of Al2O3-Based Metal-Insulator-Semiconductor(MIS) Diodes Using H2O Prepulse Treatment by Atomic Layer Deposition

  • Kim, Hogyoung;Kim, Min Soo;Ryu, Sung Yeon;Choi, Byung Joon
    • 한국재료학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.364-368
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    • 2017
  • We performed temperature dependent current-voltage (I-V) measurements to characterize the electrical properties of $Au/Al_2O_3/n-Ge$ metal-insulator-semiconductor (MIS) diodes prepared with and without $H_2O$ prepulse treatment by atomic layer deposition (ALD). By considering the thickness of the $Al_2O_3$ interlayer, the barrier height for the treated sample was found to be 0.61 eV, similar to those of Au/n-Ge Schottky diodes. The thermionic emission (TE) model with barrier inhomogeneity explained the final state of the treated sample well. Compared to the untreated sample, the treated sample was found to have improved diode characteristics for both forward and reverse bias conditions. These results were associated with the reduction of charge trapping and interface states near the $Ge/Al_2O_3$ interface.

Forward Current Transport Mechanism of Cu Schottky Barrier Formed on n-type Ge Wafer

  • Kim, Se Hyun;Jung, Chan Yeong;Kim, Hogyoung;Cho, Yunae;Kim, Dong-Wook
    • Transactions on Electrical and Electronic Materials
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    • 제16권3호
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    • pp.151-155
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    • 2015
  • We fabricated the Cu Schottky contact on an n-type Ge wafer and investigated the forward bias current-voltage (I-V) characteristics in the temperature range of 100~300 K. The zero bias barrier height and ideality factor were determined based on the thermionic emission (TE) model. The barrier height increased and the ideality factor decreased with increasing temperature. Such temperature dependence of the barrier height and the ideality factor was associated with spatially inhomogeneous Schottky barriers. A notable deviation from the theoretical Richardson constant (140.0 Acm-2K-2 for n-Ge) on the conventional Richardson plot was alleviated by using the modified Richardson plot, which yielded the Richardson constant of 392.5 Acm-2K-2. Finally, we applied the theory of space-charge-limitedcurrent (SCLC) transport to the high forward bias region to find the density of localized defect states (Nt), which was determined to be 1.46 × 1012 eV-1cm-3.

Cr/n-AlGaN/GaN Schottky Contact에서 높은 쇼트키 장벽 형성 메카니즘에 관한 연구 (Formation Mechanism of a Large Schottky Barrier Height for Cr-AlGaN/GaN Heterostructure)

  • 남효덕;이영민;장자순
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제24권4호
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    • pp.266-270
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    • 2011
  • We report on the formation mechanism of large Schottky barrier height (SBH) of nonalloyed Cr Schottky contacts on strained Al0.25Ga0.75N/GaN. Based on the current-voltage (I-V) and capacitance-voltage (C-V) data, the SBHs are determined to be 1.98 (${\pm}0.02$) and 2.07 (${\pm}0.02$) eV from the thermionic field emission and two-dimensional electron gas (2DEG) calculations, respectively. Possible formation mechanism of large SBH will be described in terms of the formation of Cr-O chemical bonding at the interface between Cr and AlGaN/GaN, low binding-energy shift to surface Fermi level, and the reduction of 2DEG electrons.

DGMOSFET에서 최적의 서브문턱전류제어를 위한 설계 (Design on Optimum Control of Subthreshold Current for Double Gate MOSFET)

  • 정학기;나영일;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2005년도 추계종합학술대회
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    • pp.887-890
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    • 2005
  • DGMOSFET는 CMOS 스케일링의 확장 및 단채널 효과를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 유망란 소자이다. 특히 20nm이하의 도핑되지 않은 Si 채널에서 단채널 효과를 제어하는데 가장 효과적이다. 본 논문에서는 DGMOSFET의 해석학적 전송모델을 제시할 것이다. 단채널 효과를 해석학적으로 분석하기 위해 Subthreshold Swing(SS), 그리고 문턱전압 roll-off(${\Delta}V_{th}$) 등을 이용하였다. 여기서 제시된 모델은 이온방출효과와 source-drain 장벽을 통해 캐리어들의 양자 터널링을 포함하여 해석할 것이다. 여기서 제시된 모델은 gate길이, 채널두께, 게이트 산화막 두께 등을 설계하는데 이용할 것이다.

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Radiation Damage of SiC Detector Irradiated by High Dose Gamma Rays

  • Kim, Yong-Kyun;Kang, Sang-Mook;Park, Se-Hwan;Ha, Jang-Ho;Hwang, Jong-Sun
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2006년도 추계학술대회 논문집 광주전남지부
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    • pp.87-90
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    • 2006
  • Two SiC radiation detector samples were irradiated by Co-60 gamma rays. The irradiation was performed with dose rates of 5 kGy/hour and 15 kGy/hour for 8 hours, respectively. Metal/semiconductor contacts on the surface were fabricated by using a thermal evaporator in a high vacuum condition. The SiC detectors have metal contacts of Au(2000 ${\AA}$)/Ni(300 ${\AA}$) at Si-face and of Au(2000 ${\AA}$)/Ti(300 ${\AA}$) at C-face. I-V characteristics of the SiC semiconductor were measured by using the Keithley 4200-SCS parameter analyzer with voltage sources included. From the I-V curve, we analyzed the Schottky barrier heights(SBHs) on the basis of the thermionic emission theory. As a result, the 6H-SiC semiconductor showed- similar Schottky barrier heights independent to the dose rates of the irradiation with Co-60 gamma rays.

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나노구조 이중게이트 MOSFET에서 전도중심의 파라미터 의존성 (Parameter dependent conduction path for nano structure double gate MOSFET)

  • 정학기;이재형;이종인
    • 한국정보통신학회:학술대회논문집
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    • 한국해양정보통신학회 2006년도 춘계종합학술대회
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    • pp.861-864
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    • 2006
  • 본 연구에서는 분석학적 모델을 이용하여 나노구조 이중게이트 MOSFET의 전도현상을 고찰하고자 한다. 분석학적모델을 유도하기 위하여 포아슨방정식을 이용하였다. 전류전도에 영향을 미치는 전도메카니즘은 열방사전류와 터널링전류를 사용하였으며 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 서브문턱스윙값에 대하여 이차원 시뮬레이션값과 비교하였다. 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터인 게이트길이, 게이트 산화막 두께, 채널두께에 따라 전도중심의 변화와 전도중심이 서브문턱 스윙에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 채널도핑농도에 따른 전도중심의 변화를 고찰함으로써 이중 게이트 MOSFET의 타당한 채널도핑농도를 결정하였다.

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나노구조 이중게이트 MOSFET에서 전도중심의 파라미터 의존성 (Parameter dependent conduction path for nano structure double gate MOSFET)

  • 정학기
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제12권3호
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    • pp.541-546
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    • 2008
  • 본 연구에서는 분석학적 모델을 이용하여 나노구조 이중게이트 MOSFET의 전도현상을 고찰하고자 한다. 분석학적 모델을 유도하기 위하여 포아슨방정식을 이용하였다. 전류전도에 영향을 미치는 전도메카니즘은 열방사전류와 터널링전류를 사용하였으며 본 연구의 모델이 타당하다는 것을 입증하기 위하여 서브문턱스윙값에 대하여 이차원 시뮬레이션 값과 비교하였다. 이중게이트 MOSFET의 구조적 파라미터인 게이트길이, 게이트 산화막 두께, 채널두께에 따라 전도중심의 변화와 전도중심이 서브문턱스윙에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 채널 도핑농도에 따른 전도중심의 변화를 고찰함으로써 이중게이트 MOSFET의 타당한 채널도핑농도를 결정하였다.

Development of the impregnated dispenser cathode for thermionic emission electron gun

  • 홍용준;이성;신진우;소준호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.182.1-182.1
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    • 2016
  • 전자빔의 운동에너지를 변화시켜 전자기장을 발생시키는 진공튜브 장치는 기본적으로 전자빔 발생부인 전자총을 핵심 구성부로 사용한다. 이러한 전자총을 이용하는 진공튜브로는 핵융합을 위해 플라즈마 가열용의 RF를 발생시키는 자이로트론 튜브와 방사광 가속기에서 전자를 가속시키는데 이용되는 클라이스트론 튜브 등이 있으며, 군사적으로는 레이더를 비롯하여 유도미상일에 들어가는 탐색기, 전투기에서 사용되는 송수신용 마이크로파 발생장치 등의 핵심부품인 진행파관 진공튜브 등이 있다. 이러한 응용분야에서는 기본적으로 고출력의 전자파를 필요로 하기 때문에 반도체를 이용한 장치로는 그 성능을 구현할 수 없다. 따라서 열음극을 사용하는 전자총을 기반으로 한 다양한 형태의 진공튜브 장치가 주로 이용되고 있다. 현재 고출력 마이크로파 진공튜브용 열음극 전자총은 대부분 외국에서 수입하고 있는데 그 이유는 전자총의 핵심 부품인 열음극 캐소드를 국내에서 개발하지 못하였기 때문이다. 하지만 본 연구에서는 텅스텐 기반의 함침형 열음극 캐소드를 국내에서 자체 개발하는데 성공하였다. 전통적으로 미국에서 개발해온 함침형 열음극 캐소드는 텅스텐 소결체에 기공을 학보하고 여기에 Ba을 중심으로 한 알칼리성 물질들을 일정비율로 혼합하여 함침한 것으로 일함수 2.1~2.3 eV 수준의 물성을 갖는다. 이에 따라 방출할 수 있는 전류의 양은 운용 온도 $1000^{\circ}C$ 정도에서 전류밀도로 대략 수 $A/cm^2$ 수준이다. 본 연구에서 개발한 캐소드는 S-type으로 알려진 것으로 BaO : CaO : $Al_2O_3$ = 4 : 1 : 1 비율로 함침되었다. 고진공장치에서 전류측정 결과 $1040^{\circ}C$에서 $10.6A/cm^2$의 전류밀도를 기록하였으며 이에 대하여 Richardson-Dushman equation으로 계산하였을 때, 약 1.9 eV의 일함수를 갖는 것을 알 수 있었다. 이는 현재 많은 응용분야에서 사용하고 있으며 함침형 캐소드에 Os이나 Ir 등의 물질을 코팅하여 일함수를 낮추고 전류밀도를 향상시킨 M-type 캐소드의 결과와 유사한 수준이다.

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Microstructure and Electrical Properties of Low Temperature Processed Ohmic Contacts to p-Type GaN

  • Park, Mi-Ran;Song, Young-Joo;Anderson, Wayne A.
    • ETRI Journal
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    • 제24권5호
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    • pp.349-359
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    • 2002
  • With Ni/Au and Pd/Au metal schemes and low temperature processing, we formed low resistance stable Ohmic contacts to p-type GaN. Our investigation was preceded by conventional cleaning, followed by treatment in boiling $HNO_3$:HCl (1:3). Metallization was by thermally evaporating 30 nm Ni/15 nm Au or 25 nm Pd/15 nm Au. After heat treatment in $O_2$ + $N_2$ at various temperatures, the contacts were subsequently cooled in liquid nitrogen. Cryogenic cooling following heat treatment at $600^{\circ}C$ decreased the specific contact resistance from $9.84{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ to $2.65{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ for the Ni/Au contacts, while this increased it from $1.80{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ to $3.34{\times}10^{-4}$ ${\Omega}cm^2$ for the Pd/Au contacts. The Ni/Au contacts showed slightly higher specific contact resistance than the Pd/Au contacts, although they were more stable than the Pd contacts. X-ray photoelectron spectroscopy depth profiling showed the Ni contacts to be NiO followed by Au at the interface for the Ni/Au contacts, whereas the Pd/Au contacts exhibited a Pd:Au solid solution. The contacts quenched in liquid nitrogen following sintering were much more uniform under atomic force microscopy examination and gave a 3 times lower contact resistance with the Ni/Au design. Current-voltage-temperature analysis revealed that conduction was predominantly by thermionic field emission.

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